JP2019008044A

JP2019008044A - 電気光学装置、電子機器

Info

Publication number: JP2019008044A
Application number: JP2017121988A
Authority: JP
Inventors: 光隆大堀; Mitsutaka Ohori
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】画素の開口領域に入射する光を有効に利用可能な電気光学装置を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての液晶装置の液晶パネル１１０は、第１遮光層としての走査線３及び第２遮光層としてのデータ線６と、走査線３とデータ線６との間に、画素ごとに設けられたトランジスター（ＴＦＴ）３０と、データ線６を覆い、画素の非開口領域から開口領域にはみ出して設けられ、開口領域の縁部よりも内側に側壁１２ａをなす第１絶縁層と、開口領域に設けられ、第１絶縁層の側壁１２ａを含む凹部１２ｂを埋めてなる第２絶縁層１３と、を備え、第１絶縁層の屈折率をｎ１とし、第１絶縁層の側壁１２ａに接する第２絶縁層１３の部分の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２の関係を満たし、第２絶縁層１３は、凹部１２ｂ内において厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を含む。【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置、電子機器に関する。

電気光学装置として、画素ごとにスイッチング素子であるトランジスターを備えたアクティブ駆動型の液晶装置が挙げられる。液晶装置は受光型であるため、見易い表示を実現するために高いコントラストを得るには画素に入射する光を有効に利用することが求められる。特に、プロジェクターなどの投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、小型であることから画素サイズが小さくなるため、直視型の液晶装置に比べて高い光の利用効率が求められる。

例えば、特許文献１には、薄膜トランジスターが設けられた非開口領域の第３層間絶縁膜の屈折率をｎ３とし、第３層間絶縁膜を覆うと共に開口領域を埋める第４層間絶縁膜の屈折率をｎ４とすると、ｎ３＜ｎ４の関係を満たす電気光学装置が開示されている。屈折率が異なる第３層間絶縁膜と第４層間絶縁膜とがなす界面は、開口領域を囲む側壁を成しており、側壁に入射する光は反射して開口領域側に導かれる。すなわち、開口領域の光軸に沿って直進する光だけでなく、光軸に対して斜めに入射した光を拡散させずに該側壁で反射して有効に利用できるとしている。

特開２０１６−８０９５６号公報

しかしながら、上記特許文献１の電気光学装置は、非開口領域において第３層間絶縁膜上に第３遮光層を有している。第３遮光層の端部に入射した光は回折して第３層間絶縁膜内に入射するため、開口領域に導くことが困難であった。つまり、開口領域に入射した光の利用効率は、まだ改善の余地があるという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例］本適用例に係る電気光学装置は、基材上において、画素の開口領域を囲む非開口領域に設けられ、前記基材の厚み方向に間隔を置いて配置された第１遮光層及び第２遮光層と、前記第１遮光層と前記第２遮光層との間に、前記画素ごとに設けられたトランジスターと、前記第２遮光層を覆い、前記非開口領域から前記開口領域にはみ出して設けられ、前記開口領域の縁部よりも内側に側壁をなす第１絶縁層と、前記開口領域に設けられ、前記第１絶縁層の前記側壁を含む凹部を埋めてなる第２絶縁層と、を備え、前記第１絶縁層の屈折率をｎ１とし、前記第１絶縁層の前記側壁に接する前記第２絶縁層の部分の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２の関係を満たし、前記第２絶縁層は、前記凹部内において前記厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を含む。

本適用例によれば、屈折率がｎ１の第１絶縁層の側壁に接する部分の第２絶縁層の屈折率がｎ１よりも大きいｎ２であることから、該側壁に入射した光は反射されて開口領域内に導かれる。第２絶縁層は光が透過する開口領域内の上記凹部において厚み方向に基材から遠ざかるほど屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を有していることから、例えば第２絶縁層に屈折率がｎ２よりも小さい他の絶縁層を積層しても、第２絶縁層の屈折率が小さくなった部分と他の絶縁層との界面における反射が抑制される。つまり、開口領域に入射する光の当該界面における反射を抑制し、入射した光を有効に利用して明るい表示が可能な電気光学装置を提供することができる。また、第１絶縁層は第２遮光層を覆うことから、第２遮光層の端部に入射する光もまた該側壁で反射される。つまり、第２遮光層の端部では光の回折が生じ難いので、回折した光がトランジスターに入射して光リーク電流が生ずることも抑制できる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２絶縁層は、前記凹部内において前記厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から小さくなるように段階的に変化した層を含むとしてもよい。
この構成によれば、基材の厚み方向に連続的に屈折率を変化させることは技術的に難易度が高くなるが、段階的に屈折率を変化させることで第２絶縁層を容易に実現できる。

上記適用例に記載の電気光学装置では、前記第２絶縁層における前記基材の厚み方向に隣接する層の屈折率差は、０．０５以上０．１５以下であることが好ましい。
この構成によれば、基材の厚み方向に隣接する層の界面における光の反射をより抑制して開口領域に入射する光をより効率的に利用できる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記屈折率ｎ１と前記屈折率ｎ２との差が０．１以上であることが好ましい。
この構成によれば、屈折率が異なる透光性部材における光の屈折はスネルの法則に従い、第１絶縁層の屈折率ｎ１と第２絶縁層の屈折率ｎ２との差が０．１以上であることから、第１絶縁層と第２絶縁層との界面に入射した光が全反射する臨界角を比較的に小さくできる。つまり、第１絶縁層と第２絶縁層とがなす界面において、界面に入射した光をより効率的に反射させることができる。なお、スネルの法則により、ｎ１＜ｎ２であって、臨界角θｃは、θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）で表される。

［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、画素の開口領域を透過する光を表示に有効に利用可能であることから、優れた表示品質を有する電子機器を提供することができる。

第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略平面図。図１のＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図。液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。画素の主要な構成と開口領域及び非開口領域との関係を示す概略平面図。図５のＡ−Ａ’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図。素子基板の製造方法を示すフローチャート。素子基板の製造方法を示す概略断面図。素子基板の製造方法を示す概略断面図。素子基板の製造方法を示す概略断面図。素子基板の製造方法を示す概略断面図。素子基板の製造方法を示す概略断面図。第２絶縁層の構成と光の透過率との関係を示すグラフ。電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

本実施形態では、電気光学装置として、スイッチング素子である薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素ごとに備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

（第１実施形態）
＜電気光学装置＞
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図である。図３は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを備えた液晶パネル１１０を有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール部４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶が注入され液晶層５０が構成されている。なお、上記間隔に液晶を注入する方法は、例えば、額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Fill）法が挙げられる。
シール部４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤を用いることができる。本実施形態では、紫外線硬化型のエポキシ樹脂が採用されている。シール部４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール部４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅ１が設けられている。また、シール部４０と表示領域Ｅ１との間に表示領域Ｅ１を取り囲んで遮光性の見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。なお、表示領域Ｅ１は表示に寄与する有効な画素Ｐ以外に、有効な画素Ｐを囲む複数のダミー画素を含んでいてもよい。

素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール部４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅ１との間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅ１との間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール部４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線（図示省略）が設けられている。

これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線（図示省略）は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅ１との間のシール部４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、対向基板２０側から素子基板１０側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。

図２に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１６及びスイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。素子基板１０は、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された画素電極１６、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜１８を含むものである。素子基板１０の詳しい構成については、後述する。

素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、基材２０ｓのほぼ全面に亘って設けられ共通電極として機能する対向電極２３と、対向電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。

見切り部２１は、図１に示すように表示領域Ｅ１を取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅ１に入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅ１の表示における高いコントラストを確保している。なお、本実施形態では紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いてシール部４０が形成されているため、見切り部２１は平面視でシール部４０と重ならないように配置されている。よって、素子基板１０と対向基板２０との貼り合わせにおける位置精度とシール部４０の紫外線硬化性とを考慮して、わずかではあるが隙間がある（図１参照）。

平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６に電気的に接続されている。上下導通部１０６は、素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極１６を覆う配向膜１８及び対向電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１８，２４は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜１８，２４として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。

次に図３を参照して、液晶装置１００（液晶パネル１１０）の電気的な構成について説明する。液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅ１において互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線３及び複数のデータ線６と、データ線６に沿って平行に配置された容量線７とを有する。走査線３が延在する方向がＸ方向であり、データ線６が延在する方向がＹ方向である。

走査線３、データ線６及び容量線７と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１６と、ＴＦＴ３０と、蓄積容量３１とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３はＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６はＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１６はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。

データ線６はデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３は走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路１０１からデータ線６に供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３に対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６から供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１６に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１６を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１６と液晶層５０を介して対向配置された対向電極２３との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１６と対向電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量３１が接続されている。蓄積容量３１は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線７との間に設けられている。

なお、図１に示した検査回路１０３には、データ線６が接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図３の等価回路では図示を省略している。

本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、検査回路１０３を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６に供給するサンプリング回路、データ線６に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

＜画素の構造＞
次に、本実施形態の液晶装置１００（液晶パネル１１０）における画素Ｐの構造について説明する。図４は、液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。

図４に示すように、素子基板１０の基材１０ｓ上には、まず走査線３が形成される。走査線３は、例えばＴｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）などの金属のうちの少なくとも１つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性を有している。走査線３は本発明における第１遮光層の一例である。

走査線３を覆うように例えば酸化シリコンなどからなる下地絶縁膜１１ａが形成され、下地絶縁膜１１ａ上に島状に半導体層３０ａが形成される。半導体層３０ａは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、第１ソース・ドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、第２ソース・ドレイン領域を有するＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造が形成されている。
半導体層３０ａは、遮光性を有する走査線３の上方に設けられているため、基材１０ｓ側から半導体層３０ａに入射する光は遮光される。これにより、当該入射光によるＴＦＴ３０の光誤動作が防止される。

半導体層３０ａを覆うようにゲート絶縁膜１１ｂが形成される。さらにゲート絶縁膜１１ｂを挟んでチャネル領域に対向する位置にゲート電極３０ｇが形成される。

ゲート電極３０ｇとゲート絶縁膜１１ｂとを覆うようにして第１層間絶縁膜１１ｃが形成され、半導体層３０ａのそれぞれの端部と重なる位置にゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃを貫通する２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２が形成される。

そして、２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２を埋めると共に第１層間絶縁膜１１ｃを覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、コンタクトホールＣＮＴ１を介して第１ソース・ドレイン領域に繋がるデータ線６が形成される。同時にコンタクトホールＣＮＴ２を介して第２ソース・ドレイン領域に繋がる第１中継電極６ｂが形成される。データ線６及び第１中継電極６ｂは、本発明における第２遮光層の一例である。

次に、データ線６及び第１中継電極６ｂと第１層間絶縁膜１１ｃを覆って第２層間絶縁膜１２が形成される。第２層間絶縁膜１２は、例えばシリコンの酸化物からなる。そして、ＴＦＴ３０が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ処理）やスピンコート処理などが挙げられる。

第１中継電極６ｂと重なる位置に第２層間絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールＣＮＴ３が形成される。このコンタクトホールＣＮＴ３を被覆すると共に第２層間絶縁膜１２を覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａと第２中継電極３１ｄとが形成される。

第１容量電極３１ａのうち、後に形成される誘電体層３１ｃを介して第２容量電極３１ｂと対向する部分の外縁を覆うように絶縁膜１４ａがパターニングされて形成される。また、第２中継電極３１ｄのうちコンタクトホールＣＮＴ４と重なる部分を除いた外縁を覆うように絶縁膜１４ａがパターニングされて形成される。絶縁膜１４ａは、この後に形成される第２容量電極３１ｂのパターニング時に第１容量電極３１ａがエッチングされることを防ぐために設けられるものである。

次に、絶縁膜１４ａと第１容量電極３１ａを覆って誘電体層３１ｃが成膜される。誘電体層３１ｃとしては、シリコン窒化膜や、酸化ハフニュウム（ＨｆＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）などの単層膜、又はこれらの単層膜のうち少なくとも２種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。平面的に第２中継電極３１ｄと重なる部分の誘電体層３１ｃはエッチングされて除かれる。誘電体層３１ｃを覆うように例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａに対向配置され、第２中継電極３１ｄに繋がる第２容量電極３１ｂが形成される。誘電体層３１ｃと、誘電体層３１ｃを挟んで対向配置された第１容量電極３１ａと第２容量電極３１ｂとにより蓄積容量３１が構成される。第１容量電極３１ａ及び第２容量電極３１ｂは遮光性の導電膜を用いて形成されていることから、蓄積容量３１は遮光性を有し、走査線３を第１遮光層とし、データ線６を第２遮光層とすると、蓄積容量３１は第３遮光層に相当するものである。

次に、第２容量電極３１ｂと誘電体層３１ｃとを覆う第３層間絶縁膜１４ｂが形成される。第３層間絶縁膜１４ｂも例えばシリコンの酸化物からなり、ＣＭＰ処理などの平坦化処理が施される。第３層間絶縁膜１４ｂの膜厚に比べて、絶縁膜１４ａや誘電体層３１ｃの膜厚は薄い。また、絶縁膜１４ａ及び誘電体層３１ｃは、必ずしも基材１０ｓの全面に亘って形成する必要はなく、蓄積容量３１の構成に係るようにパターニングしてもよい。したがって、本実施形態では、以降、蓄積容量３１を覆う層間絶縁膜を第３層間絶縁膜１４として扱うこととする。

第２容量電極３１ｂのうち第２中継電極３１ｄと接する部分に至るように第３層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＮＴ４が形成される。

このコンタクトホールＣＮＴ４を被覆すると共に第３層間絶縁膜１４を覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、配線８ａと、コンタクトホールＣＮＴ４を介して第２中継電極３１ｄに電気的に接続される第３中継電極８ｂとが形成される。配線８ａは、平面的にＴＦＴ３０の半導体層３０ａやデータ線６及び蓄積容量３１と重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。配線８ａ及び第３中継電極８ｂもまた遮光性の導電膜を用いて形成されていることから、蓄積容量３１を第３遮光層とすると、配線８ａ及び第３中継電極８ｂは第４遮光層に相当するものである。

配線８ａと第３中継電極８ｂとを覆うように第４層間絶縁膜１５が形成される。第４層間絶縁膜１５も、例えばシリコンの酸化物を用いて形成することができる。第４層間絶縁膜１５を貫通して第３中継電極８ｂに至るコンタクトホールＣＮＴ５が形成される。

このコンタクトホールＣＮＴ５を被覆し、第４層間絶縁膜１５を覆うようにＩＴＯなどの透明導電膜（電極膜）が成膜される。この透明導電膜（電極膜）をパターニングしてコンタクトホールＣＮＴ５を介して第３中継電極８ｂに電気的に繋がる画素電極１６が形成される。

第３中継電極８ｂは、コンタクトホールＣＮＴ４、第２容量電極３１ｂ、第２中継電極３１ｄ、コンタクトホールＣＮＴ３、第１中継電極６ｂを介してＴＦＴ３０の第２ソース・ドレイン領域と電気的に接続すると共に、コンタクトホールＣＮＴ５を介して画素電極１６と電気的に接続している。

第１容量電極３１ａは複数の画素Ｐに跨るように形成され、等価回路（図３参照）における容量線７として機能している。第１容量電極３１ａには固定電位が与えられる。これにより、ＴＦＴ３０の第２ソース・ドレイン領域を介して画素電極１６に与えられた電位を第１容量電極３１ａと第２容量電極３１ｂとの間において保持することができる。

画素電極１６を覆うように配向膜１８が形成され、液晶層５０を介して素子基板１０に対向配置される対向基板２０の対向電極２３を覆うように配向膜２４が形成される。前述したように、配向膜１８，２４は無機配向膜であって、酸化シリコンなどの無機材料を所定の方向から例えば斜め蒸着して柱状に成長させた柱状体１８ａ，２４ａの集合体からなる。このような配向膜１８，２４に対して負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、配向膜面の法線方向に対して柱状体１８ａ，２４ａの傾斜方向に３度〜５度のプレチルト角度θｐを有して略垂直配向（ＶＡ；Vertical Alignment）する。画素電極１６と対向電極２３との間に交流電圧（駆動信号）を印加して液晶層５０を駆動することによって液晶分子ＬＣは画素電極１６と対向電極２３との間に生ずる電界方向に傾くように挙動（振動）する。

次に、画素Ｐにおける主要な構成の平面的な配置について、図５を参照して説明する。図５は画素の主要な構成と開口領域及び非開口領域との関係を示す概略平面図である。

図５に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面視で略四角形（略正方形）の開口領域を有する。開口領域は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。

Ｘ方向に延在する非開口領域には、図３及び図４に示した走査線３が設けられている。走査線３は遮光性の導電部材が用いられており、走査線３によって非開口領域の一部が構成されている。

同じく、Ｙ方向に延在する非開口領域には、図３及び図４に示したデータ線６や容量線７（第１容量電極３１ａ）が設けられている。データ線６や容量線７（第１容量電極３１ａ）もまた遮光性の導電膜が用いられており、これらによって非開口領域の一部が構成されている。

非開口領域の交差部には、図３及び図４に示したＴＦＴ３０が設けられている。本実施形態では、ＴＦＴ３０の半導体層３０ａは、非開口領域の交差部においてＹ方向に延在して配置されている。半導体層３０ａとデータ線６との接続を図るコンタクトホールＣＮＴ１や、半導体層３０ａと第１中継電極６ｂとの接続を図るコンタクトホールＣＮＴ２もまた非開口領域に設けられている。このように遮光性を有する非開口領域の交差部にＴＦＴ３０を設けることにより、開口領域における開口率を確保している。詳しい素子基板１０の構造については後述するが、交差部にＴＦＴ３０を設ける関係上、交差部の非開口領域の幅は、他の部分に比べて広くなっている。なお、非開口領域の交差部において半導体層３０ａはＹ方向に延在して配置されることに限定されず、Ｘ方向に延在して配置されてもよい。したがって、非開口領域の交差部の形状は、ＴＦＴ３０の配置に対応したものであればよく、Ｘ方向とＹ方向とに均等に開口領域側にはみ出していなくてもよい。

画素Ｐごとに画素電極１６が設けられている。画素電極１６は平面視で略正方形であり、画素電極１６の外縁が非開口領域と重なるようにして開口領域に設けられている。なお、図５には図示していないが、図４に示した蓄積容量３１や配線８ａなども非開口領域に配置されている。

本実施形態の液晶装置１００は、透過型であって、対向基板２０側から光が入射することを前提として、素子基板１０には、ＴＦＴ３０に入射する光を遮光すると共に、開口領域に入射した光が素子基板１０において拡散することを防いで光の利用効率を改善する構成が取り入れられている。なお、図５の開口領域内に破線で示した部分は、前述した第２層間絶縁膜１２の端部１２ａを示すものであって、本発明における開口領域の縁部よりも内側に側壁をなす第１絶縁層の平面的な形状を示すものである。以降、素子基板１０の構造について詳しく説明する。

図６は図５のＡ−Ａ’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図である。なお、図５のＡ−Ａ’線は、開口領域を挟んで隣り合う２つの半導体層３０ａの第２ソース・ドレイン領域（ＴＦＴ３０のドレインに相当）を横断する線分である。なお、図６では液晶層５０に接する配向膜１８，２４や対向基板２０の平坦化層２２の図示を省略している。

図６に示すように、画素電極１６を有する素子基板１０と対向電極２３を有する対向基板２０とは液晶層５０を介して対向配置されている。前述したように画素電極１６は外縁が非開口領域に重なるようにして開口領域に配置されている。素子基板１０の基材１０ｓ上には、基材１０ｓ側から順に、第１遮光層としての走査線３、下地絶縁膜１１ａ、ＴＦＴ３０の半導体層３０ａ、ゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃ、第２遮光層としてのデータ線６、第２層間絶縁膜１２、蓄積容量３１、第３層間絶縁膜１４、シールド層として機能する配線８ａ、第４層間絶縁膜１５、画素電極１６、が積層されている。なお、Ａ−Ａ’線に沿った位置ではないが、ゲート絶縁膜１１ｂを介して半導体層３０ａのチャネル領域に対向するようにゲート電極３０ｇ（図６では破線で示す）が配置されている。ＴＦＴ３０はゲート電極３０ｇを含むものである。

非開口領域には、遮光層として機能する、走査線３、データ線６、蓄積容量３１、配線８ａが配置されている。基材１０ｓ上において、ＴＦＴ３０は走査線３とデータ線６との間に配置されている。蓄積容量３１を覆う第３層間絶縁膜１４と、配線８ａを覆う第４層間絶縁膜１５は、非開口領域と開口領域とに亘って形成されている。

一方で、走査線３を覆う下地絶縁膜１１ａ、半導体層３０ａを覆うゲート絶縁膜１１ｂ、ＴＦＴ３０を覆う第１層間絶縁膜１１ｃ、データ線６を覆う第２層間絶縁膜１２のそれぞれは、非開口領域に形成されると共に、その端部が開口領域にはみ出すように形成されている。図５に示した第２層間絶縁膜１２の端部１２ａに対して、下地絶縁膜１１ａ、ゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃの各端部の位置は揃っている。

第２遮光層としてのデータ線６を覆う第２層間絶縁膜１２を含むこれらの端部の位置が揃った絶縁膜は、本発明における第１絶縁層の一例である。言い換えれば、第１絶縁層は単層であることに限定されず、多層であってもよい。

本実施形態では、これらの絶縁膜（第１絶縁層）は、いずれもシリコンの酸化物（ＳｉＯ_x）を用いて形成されており、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの形成方法にもよるが、その屈折率ｎ１は、およそ１．４５〜１．４６である。

これらの絶縁膜（第１絶縁層）と基材１０ｓとにより開口領域に凹部１２ｂが構成されている。また、この凹部１２ｂを埋めるように第２絶縁層１３が設けられている。凹部１２ｂの内壁であって、第２絶縁層１３と接するこれらの絶縁膜（第１絶縁層）の端部から構成される側壁に、第２層間絶縁膜１２の端部１２ａの符号を付して、以降、側壁１２ａと呼ぶこととする。側壁１２ａと基材１０ｓとがなす角度はおおよそ９０±１０度である。

凹部１２ｂを埋める第２絶縁層１３は、第１絶縁層の側壁１２ａと基材１０ｓとに接する第１層１３ａと、第１層１３ａに対して順に積層された第２層１３ｂ及び第３層１３ｃを含んで構成されている。

本実施形態における第２絶縁層１３は、例えばシリコンの酸窒化物（ＳｉＯ_xＮ_y）を用いて形成されている。第２絶縁層１３の形成方法にもよるが、側壁１２ａに接する第１層１３ａの屈折率をｎ２とすると、例えばｎ２は１．６５〜１．８５である。第１層１３ａに接する第２層１３ｂの屈折率をｎ３とすると、例えばｎ３は、１．５５〜１．７０である。第２層１３ｂに接する第３層１３ｃの屈折率をｎ４とすると、例えばｎ４は１．５０〜１．５５である。第３層１３ｃの屈折率ｎ４は、側壁１２ａを成す第１絶縁層の屈折率ｎ１に近い値である。すなわち、第２絶縁層１３は、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど、屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を有している。この屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分は、本実施形態では屈折率が段階的に変化する３つの層、つまり第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃが積層された部分となっている。なお、積層数は３つに限定されるものではなく、第２絶縁層１３は、屈折率が異なる少なくとも２つ以上の層からなる構成であればよい。あるいは、第２絶縁層１３は、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から連続的に小さくなる構成であってもよい。

本実施形態の液晶装置１００は、後述する投射型表示装置の光変調手段として用いられるものであって、本実施形態では、投射型表示装置の光源から発した光は、対向基板２０側から入射し、素子基板１０の画素電極１６が配置された開口領域を通過して、素子基板１０側から射出される。

図６に示すように、光軸に沿って画素電極１６の法線方向から入射する光Ｌ₀は、開口領域における、第４層間絶縁膜１５、第３層間絶縁膜１４、第２絶縁層１３、基材１０ｓを透過して射出される。光軸に対して斜め方向から画素電極１６を透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₁は、第１絶縁層の側壁１２ａに到達すると、側壁１２ａで反射して開口領域側に導かれる。これは、屈折率がｎ１＜ｎ２の条件を満たし、光Ｌ₁が屈折率ｎ２の第２絶縁層１３から屈折率ｎ２よりも小さい屈折率ｎ１の第１絶縁層に入射することで、スネルの法則に従って、側壁１２ａで反射することによるものである。光Ｌ₁の側壁１２ａの法線となす入射角が臨界角θｃよりも大きければ、光Ｌ₁は側壁１２ａによって全反射される。なお、スネルの法則により、ｎ１＜ｎ２であって、臨界角θｃは、θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）で表される。

第３層間絶縁膜１４及び第４層間絶縁膜１５は、データ線６を覆う第２層間絶縁膜１２と同じくシリコンの酸化物（ＳｉＯｘ）を用いて形成されている。したがって、第３層間絶縁膜１４及び第４層間絶縁膜１５の屈折率はｎ１である。開口領域において第３層間絶縁膜１４は、第２絶縁層１３の第１層１３ａ（屈折率ｎ２）、第２層１３ｂ（屈折率ｎ３）、第３層１３ｃ（屈折率ｎ４）と接している。図６に示すように、例えば、第３層間絶縁膜１４を透過して第２絶縁層１３の第１層１３ａや第２層１３ｂに入射した光Ｌ₂は、屈折率の違いから、第３層間絶縁膜１４と第２絶縁層１３との界面で光Ｌ₂の一部が破線で示すように反射し、残りが透過する。また、例えば、第３層間絶縁膜１４を透過して第２絶縁層１３の第３層１３ｃに入射した光Ｌ₂は、屈折率の差が小さいことから、第３層間絶縁膜１４と第３層１３ｃとの界面での反射が抑制されて第３層１３ｃを透過する。言い換えれば、第３層間絶縁膜１４との界面において第２絶縁層１３は屈折率がｎ２から小さくなるように変化していることから、当該界面に接する第２絶縁層１３の屈折率がｎ２である場合に比べて、当該界面での反射が抑えられる。すなわち、素子基板１０の開口領域に入射した光は、開口領域を透過する際に拡散し難く、効率よく基材１０ｓから射出される。当該界面での反射を抑える観点では、第３層間絶縁膜１４の屈折率と第２絶縁層１３における第３層１３ｃの屈折率とが同じであることがより好ましい。

また、例えば、光軸に対して斜め方向から画素電極１６を透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₁が、ＴＦＴ３０の直上に配置される第２遮光層としてのデータ線６の端部に向かって入射したとしても、側壁１２ａで反射されるため、データ線６の端部において光の回折が生じ難い。したがって、データ線６の端部で回折した光がＴＦＴ３０の半導体層３０ａに入射して光リーク電流が生ずることが抑制される。

さらに、図６には図示していないが、素子基板１０側から射出された光が迷光となって再び基材１０ｓに入射しても、走査線３によって遮光される。また、迷光が開口領域に入射しても側壁１２ａによって反射されるので、迷光がＴＦＴ３０の半導体層３０ａに入射して光リーク電流が生ずることも抑制される。

なお、データ線６の端部で回折する光を抑制する観点から、データ線６を覆う第２層間絶縁膜１２の端部すなわち第１絶縁層の側壁１２ａの位置は、非開口領域から少なくとも０．１μｍ以上離れていることが好ましい。また、スネルの法則を利用して、第１絶縁層の側壁１２ａに入射する光を効率的に反射させ、且つ開口領域を透過する光を増やす観点から、第１絶縁層の側壁１２ａの位置は、非開口領域から０．１μｍ以上１．０μｍ以内にあることが好ましく、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。また、側壁１２ａに接する部分の屈折率がｎ２の第１層１３ａの厚みは１μｍ以上であることが好ましい。

＜液晶装置の製造方法＞
本実施形態の液晶装置における発明の特徴部分は、上述したように、素子基板１０の構造に係る。したがって、液晶装置の製造方法として素子基板１０の製造方法を図７〜図１２を参照して説明する。図７は素子基板の製造方法を示すフローチャート、図８〜図１２は素子基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図８〜図１２は、図６に示した素子基板の構造を示す概略断面図に対応した図である。

図７に示すように、本実施形態の素子基板１０の製造方法は、走査線形成工程（ステップＳ１）、下地絶縁膜形成工程（ステップＳ２）、トランジスター形成工程（ステップＳ３）、第１層間絶縁膜形成工程（ステップＳ４）、データ線形成工程（ステップＳ５）、第２層間絶縁膜形成工程（ステップＳ６）、凹部形成工程（ステップＳ７）、第２絶縁層形成工程（ステップＳ８）を備えている。また、第２絶縁層平坦化工程（ステップＳ９）、蓄積容量形成工程（ステップＳ１０）、第３層間絶縁膜形成工程（ステップＳ１１）、シールド層形成工程（ステップＳ１２）、第４層間絶縁膜形成工程（ステップＳ１３）、画素電極形成工程（ステップＳ１４）、配向膜形成工程（ステップＳ１５）を備えている。なお、ステップＳ１〜ステップＳ５、ステップＳ１０〜ステップＳ１５は前述したように公知の方法を用いることができることから、ここでは、ステップＳ６〜ステップＳ９について説明することとする。

図８に示すように、走査線３を覆う下地絶縁膜１１ａ、半導体層３０ａを覆うゲート絶縁膜１１ｂ、ＴＦＴ３０を覆う第１層間絶縁膜１１ｃのそれぞれは、非開口領域と開口領域とに亘って形成される。特に、第１層間絶縁膜１１ｃはＴＦＴ３０を覆うことでその表面に凹凸が生ずることから、成膜後に例えばＣＭＰ処理などの平坦化処理を施すことが好ましい。ステップＳ５において、第１層間絶縁膜１１ｃ上の非開口領域にデータ線６及び第１中継電極６ｂを形成した後に、ステップＳ６では、データ線６及び第１中継電極６ｂを覆うように、非開口領域と開口領域とに亘って第２層間絶縁膜１２を形成する。これらの絶縁膜の膜厚は、被覆対象物の膜厚によって適宜設定される。特に、ゲート絶縁膜１１ｂはＴＦＴ３０の電気特性に影響するため膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように制御される。このようなゲート絶縁膜１１ｂに比べて、下地絶縁膜１１ａ、第１層間絶縁膜１１ｃ、第２層間絶縁膜１２の膜厚は数百ｎｍ〜１μｍ程度に制御される。これらの絶縁膜を形成する方法としては、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法を挙げることができる。プラズマＣＶＤ法によれば基材１０ｓを例えば３００℃〜３５０℃に加熱した状態でプラズマ化した原料ガスに暴露して反応させることで、絶縁膜として屈折率が１．４５〜１．４６の酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂膜）を形成することができる。そして、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７の凹部形成工程では、図９に示すように、非開口領域と重なると共に、開口領域にはみ出すように、フォトリソグラフィ法を用いて第２層間絶縁膜１２上にレジストパターン６０を形成する。そして、異方性エッチングである、例えばドライエッチングにより、レジストパターン６０で保護されていない部分の第２層間絶縁膜１２、第１層間絶縁膜１１ｃ、ゲート絶縁膜１１ｂ、下地絶縁膜１１ａをエッチングして除去する。これにより、画素Ｐごとに対応して基材１０ｓの開口領域に凹部１２ｂを形成する。そして、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８の第２絶縁層形成工程では、図１０に示すように、凹部１２ｂを埋めるように、開口領域と非開口領域とに亘って、屈折率が異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃを順に成膜して積層することにより第２絶縁層１３を形成する。このような第２絶縁層１３の形成方法としては、モノシラン（ＳｉＨ₄）ガスと、アンモニア（ＮＨ₃）ガスと、酸素（Ｏ₂）ガスとを原料ガスに用いたプラズマＣＶＤ法を挙げることができる。原料ガスの流量に占めるアンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を変えることにより、成膜後に得られる酸窒化シリコン（ＳｉＯ_xＮ_y）膜の屈折率を変えることができる。アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を増やすと、得られる酸窒化シリコン膜の屈折率は窒化シリコン膜の屈折率（およそ１．９）に近づき、屈折率が１．８５程度となる。アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を「０；ゼロ」とすれば、屈折率はＳｉＯｘの屈折率の値となる。したがって、始めに原料ガスの流量に占めるアンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を増やして、まず屈折率がｎ２の第１層１３ａを成膜する。その後、アンモニアガスの流量を減らして、屈折率が第１層１３ａよりも小さい第２層１３ｂを形成する。さらに、アンモニアガスの流量を減らして、屈折率が第２層１３ｂよりも小さくなるように第３層１３ｃを形成する。各層の膜厚は、成膜時間で制御する。このような第２絶縁層１３の総膜厚は、被覆対象の第１絶縁層の膜厚にもよるが、おおよそ１μｍ〜３μｍである。なお、アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を時間と共に変化させることで、屈折率がｎ２から連続的に変化した第２絶縁層１３を形成することも可能である。ただし、成膜条件の制御が難しくなったり、途中で成膜を止めるなどといった弾力的な対応ができ難くなることから、本実施形態のように、第２絶縁層１３を屈折率が異なる複数層からなるように形成することが、生産性の観点から好ましい。そして、ステップＳ９の平坦化工程へ進む。

ステップＳ９の平坦化工程では、成膜された第２絶縁層１３を平坦化する。具体的には、図１１に示すように、例えばＣＭＰ処理やエッチングを組み合わせて処理することにより、第２層間絶縁膜１２が露出するまで第２絶縁層１３を平坦化する。これにより、非開口領域に第２層間絶縁膜１２が露出すると共に、開口領域に屈折率が異なる層が露出した表面１３ｐを有する第２絶縁層１３を形成する。そして、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０〜ステップＳ１５は、それぞれ公知の方法を用いることができる。具体的には、図１２に示すように、ステップＳ１０では非開口領域に蓄積容量３１を形成し、ステップＳ１１では蓄積容量３１を覆う第３層間絶縁膜１４を形成し、ステップＳ１２では第３層間絶縁膜１４上において非開口領域にシールド層として機能する配線８ａを形成する。ステップＳ１３では配線８ａを覆う第４層間絶縁膜１５を形成し、ステップＳ１４では第４層間絶縁膜１５上に画素ごとに画素電極１６を形成する。さらに、ステップＳ１５では画素電極１６を覆う配向膜１８を形成する。なお、図１２には配向膜１８の図示を省略しているが、本実施形態では、酸化シリコンを斜め蒸着することにより柱状体１８ａの集合体である配向膜１８を形成する（図４参照）。

次に、開口領域に入射した光の利用効率の改善効果と第２絶縁層１３の構成との関係について図１３を参照して説明する。図１３は第２絶縁層の構成と光の透過率との関係を示すグラフである。

図１３に示した第２絶縁層１３の構成と光の透過率との関係を示すグラフは、基材１０ｓとして屈折率が１．４６の石英基板を用い、第２絶縁層１３に積層される第３層間絶縁膜１４として屈折率が同じく１．４６の酸化シリコン膜を用い、第２絶縁層１３の構成を異ならせた場合の透過率を光学的なシミュレーションによって求めたものである。第２絶縁層１３の総膜厚はいずれの場合も３０００ｎｍであり、透過率は可視光波長範囲（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の平均値である。

具体的には、まず第２絶縁層１３を単層（１層）として透過率を算出した。屈折率ｎは、１．６５、１．７０、１．７５の３種である。第２絶縁層１３に積層される第３層間絶縁膜１４との屈折率差は、第２絶縁層１３の屈折率ｎが１．６５のとき０．１９であり、第２絶縁層１３の屈折率ｎが１．７０のとき０．２４であり、第２絶縁層１３の屈折率ｎが１．７５のとき０．２９である。これによれば、第２絶縁層１３の屈折率が小さいほど透過率は向上し、ｎ＝１．６５では透過率がおよそ９９．３％、ｎ＝１．７０では透過率がおよそ９８．８％、ｎ＝１．７５では透過率がおよそ９８．４％となる。

これに対して、第２絶縁層１３を屈折率が異なる２層構造とする。具体的には第１層１３ａの屈折率を１層の場合と同様に３種とし、膜厚を２９００ｎｍとする。第２層１３ｂの膜厚を１００ｎｍとして、第１層１３ａの屈折率が１．６５であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．５５とした。このときの第２層１３ｂと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．０９である。また、第１層１３ａの屈折率が１．７０であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．５８とした。このときの第２層１３ｂと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．１２である。また、第１層１３ａの屈折率が１．７５であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．６１とした。このときの第２層１３ｂと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．１５である。これによれば、第２層１３ｂの屈折率が小さいほど透過率は向上し、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．６５では透過率がおよそ９９．６％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７０では透過率がおよそ９９．３％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７５では透過率がおよそ９９．０％となる。したがって、第２絶縁層１３を単層（１層）とする場合よりも透過率が向上することが分かる。

次に、第２絶縁層１３を屈折率が異なる３層構造とする。具体的には第１層１３ａの屈折率を１層の場合と同様に３種とし、膜厚を２８００ｎｍとする。第２層１３ｂの膜厚を１００ｎｍとし、第３層１３ｃの膜厚を同じく１００ｎｍとする。第１層１３ａの屈折率が１．６５であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．５８とし、第３層１３ｃの屈折率を１．５２とした。このときの第３層１３ｃと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．０６である。また、第１層１３ａの屈折率が１．７０であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．６２とし、第３層１３ｃの屈折率を１．５４とした。このときの第３層１３ｃと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．０８である。また、第１層１３ａの屈折率が１．７５であるとき第２層１３ｂの屈折率を１．６５とし、第３層１３ｃの屈折率を１．５５とした。このときの第３層１３ｃと第３層間絶縁膜１４との屈折率差は０．０９である。これによれば、第３層１３ｃの屈折率が小さいほど透過率は向上し、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．６５では透過率がおよそ９９．６％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７０では透過率がおよそ９９．４％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７５では透過率がおよそ９９．１％となる。したがって、第２絶縁層１３を屈折率が異なる２層とする場合よりも透過率がわずかではあるが向上することが分かる。

以降、同様にして総膜厚を３０００ｎｍに固定して、第２絶縁層１３を構成する異なる屈折率の層の数を増やし、厚み方向に隣接する層の屈折率差を０．０５以下となるように調整して、層数を４層以上とした例についてシミュレーションして透過率を求めた。４層以上とした場合、３層よりも高屈折率側でわずかに改善されるものの、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．６５では透過率がおよそ９９．６％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７０では透過率がおよそ９９．４％、第１層１３ａの屈折率がｎ＝１．７５では透過率がおよそ９９．２％となった。つまり、４層以上では透過率が横ばいとなった。

図１３に示された透過率の結果によれば、第２絶縁層１３の構成として、屈折率が異なる層の数を増やすほど、透過率が改善する。また、層数を４層以上とすることで透過率は横ばいとなる。透過率が横ばいとなったときの厚み方向に隣接する層の屈折率差は０．０５以下である。

第２絶縁層１３において、第１層１３ａの屈折率が小さいほど透過率が向上するが、第２絶縁層１３に積層される第３層間絶縁膜１４との屈折率差を０．２未満とすることが好ましい。一方で、開口領域に入射した光の一部を第１絶縁層の側壁１２ａで反射させる観点からは、前述したようにスネルの法則により屈折率がｎ１＜ｎ２の条件を満たし、第１絶縁層の屈折率ｎ１と第２絶縁層１３における第１層１３ａの屈折率ｎ２との差を大きくして臨界角θｃを小さくすることが好ましい。すなわち、第１絶縁層の屈折率ｎ１と第１層１３ａの屈折率との差を０．１以上とすることが好ましい。より具体的には、第１絶縁層の屈折率と第３層間絶縁膜１４の屈折率とを同じ１．４６とし、第１層１３ａの屈折率ｎ２を１．７５以上として第２絶縁層１３を構成する層数を２層以上とすることが好ましい。第２絶縁層１３の層数を２層以上とするとき、厚み方向に隣接する層の屈折率差はできるだけ小さいことが望ましいが、生産性を考慮すると実質的に０．０５以上０．１５以下とすることが好ましい。

上記実施形態の液晶装置１００と素子基板１０の製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）素子基板１０において、画素Ｐの非開口領域の第１遮光層としての走査線３と第２遮光層としてのデータ線６との間にＴＦＴ３０を配置する。そして、データ線６を覆う第２層間絶縁膜１２を含む屈折率がｎ１の複数の絶縁膜（第１絶縁層）をエッチングして、基材１０ｓ上の開口領域に凹部１２ｂを形成する。そして、凹部１２ｂに厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど屈折率がｎ２から小さくなるように、屈折率が異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃを積層して第２絶縁層１３で埋めて平坦化処理を施す。第２絶縁層１３は、第１絶縁層の側壁１２ａに接する屈折率がｎ２の第１層１３ａを少なくとも含み、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど屈折率がｎ２から小さくなるように変化した層を含む。したがって、スネルの法則により、開口領域から側壁１２ａに入射した光は側壁１２ａで反射され開口領域側に導かれる。また、第２絶縁層１３には、屈折率が第２層間絶縁膜１２と同じ第３層間絶縁膜１４が積層される。第２絶縁層１３の屈折率が小さくなった部分と第３層間絶縁膜１４との屈折率差が小さくなることから、第２絶縁層１３と第３層間絶縁膜１４との界面における光の反射が抑制される。つまり、開口領域に入射した光が素子基板１０を透過して拡散することが抑制されることから、開口領域に入射して素子基板１０から射出される光が増える。すなわち、開口領域に入射する光の利用効率が向上し、明るい表示が可能な液晶装置１００を提供あるいは製造することができる。

（２）第１絶縁層を構成する第２層間絶縁膜１２はＴＦＴ３０の直上に配置された第２遮光層としてのデータ線６を被覆していることから、データ線６の端部に向かう光もまた第１絶縁層の側壁１２ａで反射される。したがって、データ線６の端部で回折してＴＦＴ３０に入射する光が抑制されるので、ＴＦＴ３０に光が入射することによって生ずる光リーク電流の発生が抑制される。

（３）第２絶縁層１３において、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分は、屈折率が異なる少なくとも２つ以上の層からなり、厚み方向に隣接する層の屈折率差は、０．０５以上０．１５以下である。したがって、光が第２絶縁層１３を透過する際に隣接する層の界面で反射し難くなることから、開口領域を透過する光の透過率が向上する。

（４）開口領域において凹部１２ｂを構成するところの第１絶縁層の屈折率ｎ１と、第１絶縁層の側壁１２ａに接する第２絶縁層１３の部分（第１層１３ａ）の屈折率ｎ２との差が０．１以上である。したがって、スネルの法則により、側壁１２ａにおける臨界角θｃが比較的に小さくなることから、側壁１２ａに入射する光が全反射され易くなる。つまり、開口領域に入射する光の利用効率がより向上する。

（第２実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器として、投射型表示装置を例に挙げて説明する。図１４は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図１４に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。

偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した第１実施形態の液晶装置１００が適用されたものである。液晶パネル１１０の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記液晶装置１００が用いられているので、明るい表示が可能であって高いコントラストを実現できることから、優れた表示品質を有する投射型表示装置１０００を提供することができる。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）素子基板１０の構造は、上記第１実施形態に限定されるものではなく、非開口領域に配置される第１遮光層は、走査線３であることに限定されず、例えば単なる遮光層であってもよい。また、ＴＦＴ３０の上方に配置される第２遮光層は直上に位置するデータ線６であることに限定されず、ＴＦＴ３０へ入射する光を遮光する観点から、ＴＦＴ３０への光の入射側であってＴＦＴ３０からできるだけ離れた配線層を第２遮光層とすることが好ましい。

（変形例２）上記第１実施形態の液晶装置１００を適用可能な電子機器は、上記第２実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、液晶装置として画素に着色層を有するカラーフィルターを備える構成とすることで、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。

３…第１遮光層としての走査線、６…第２遮光層としてのデータ線、１０ｓ…基材、３０…薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、１２…第１絶縁層を構成する第２層間絶縁膜、１２ａ…第１絶縁層の側壁、１２ｂ…凹部、１３…第２絶縁層、１００…電気光学装置としての液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。

Claims

基材上において、画素の開口領域を囲む非開口領域に設けられ、前記基材の厚み方向に間隔を置いて配置された第１遮光層及び第２遮光層と、
前記第１遮光層と前記第２遮光層との間に、前記画素ごとに設けられたトランジスターと、
前記第２遮光層を覆い、前記非開口領域から前記開口領域にはみ出して設けられ、前記開口領域の縁部よりも内側に側壁をなす第１絶縁層と、
前記開口領域に設けられ、前記第１絶縁層の側壁を含む凹部を埋めてなる第２絶縁層と、を備え、
前記第１絶縁層の屈折率をｎ１とし、前記第１絶縁層の前記側壁に接する前記第２絶縁層の部分の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２の関係を満たし、前記第２絶縁層は、前記凹部内において前記厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を含む、電気光学装置。
前記第２絶縁層は、前記凹部内において前記厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から小さくなるように段階的に変化した層を含む、請求項１に記載の電気光学装置。
前記第２絶縁層における前記基材の厚み方向に隣接する層の屈折率差は、０．０５以上０．１５以下である、請求項２に記載の電気光学装置。
前記屈折率ｎ１と前記屈折率ｎ２との差が０．１以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。